Yeni nanokompozit su arıtma için güneş buharlaşmasını iyileştirir

Küresel içme suyu kıtlığı insanlar için ciddi bir sorundur. Su saflaştırması büyük miktarda fosil enerjisi tüketir ve ikincil kirlilik üretir.
2022 1 20

Güneş-termal arayüzey buharlaşması, bu sorunu ele almak için en umut verici strateji olarak kabul edilmiştir. Bununla birlikte, hem verimli güneş buhar dönüşümü hem de iyi çevresel toleransı içeren optimize edilmiş bir malzemenin geliştirilmesi hala zordur.

Çin Bilimler Akademisi Proses Mühendisliği Enstitüsü'nden (IPE) araştırmacılar, güneş buharlaşması için su arıtma etkinliğini artırabilen içi boş multishelled yapı (HOMS) ile ultra stabil bir amorf TA2O5/C nanokompozit geliştirdiler.

Çalışma 29 Ekim'de Advanced Materials'ta yayınlandı.

Çalışmanın ilgili yazarı Prof. Wang Dan, "Homs'un yapı taşındaki kesin atomik ve kompozisyon kontrolü, Fermi seviyesinde bol miktarda enerji durumuna sahip dolaylı bir bant aralığı yapısı gerçekleştiriyor, bu da fototermal dönüşümü kolaylaştırmak için radyasyonel olmayan gevşemeyi artırıyor." Dedi. "Eşsiz içi boş multishelled yapı, bir kara cisim gibi ışık emilimini etkili bir şekilde artırabilir."

Homs, su buharlaşması için gereken enerjiyi azaltır. Simülasyon sonuçları, HOM'ların bir termal alan gradyanı oluşturduğunu ve böylece buhar buharlaşması için itici güç sağladığını göstermektedir.

"Homlar ayrıca su taşımasına da fayda sağlar," dedi Wang, "HOM'lardaki kapalı boşluklar, kılcal pompalama etkisi nedeniyle sıvı su difüzyonunu teşvik eder ve Homs'taki nanoporlar, su moleküllerini kümeler şeklinde buharlaştırmaya teşvik eder, böylece daha az entalpi ile buharlaşmayı mümkün kılar . "

Yüksek verimli fotoabsorpsiyon ve fototermal dönüşüm ile 4.02 kg m-2h-1 süper hızlı buharlaşma hızı elde edilmiştir. Buharlaşma hızı 30 gün sonra zar zor değişti ve tuz birikimi olmadan, uzun süreli bir stabiliteyi gösterdi.

Özellikle, psödovirüs SC2-P konsantrasyonu, buharlaşmadan sonra altı büyüklük sırası ile azaltılabilir.

Bu amorf TA2O5/C kompoziti kolayca üretilir, taşınır, depolanır ve geri dönüştürülür. Dünya Sağlık Örgütü standardını karşılayan içilebilir su elde ederek deniz suyunun saflaştırılmasına veya ağır metal veya bakteri içeren suya uygulanabilir.

IPE'den bilim adamları, izole adalardaki sakinler için deniz suyu tuzdan arındırma prototipi hazırlıyorlar.